초음파를 이용한 횡격막 기능의 평가

Diaphargmatic function(횡격막 기능)의 평가는 mechanical ventillated, postoperative, neuromuscular disease patients에서 중요하다. 초음파(ultrasound)는 supradiaphragmatic structure와 subdiaphragmatic structure의 visualization이 가능하고, excursion 측정이 가능하며, radiography의 geometric error와 magnification error를 피할 수 있고, ionizing radiation 위험이 없다는 점에서 fluoroscopy에 비해 장점이 많다. 초음파의 portability는 bedside에서 serial imaging이 가능하고 reproducibility가 높다는 점에서 특히 mechanical ventilation 중인 환자에서 유용하다고 하겠다.

 

초음파를 이용한 diaphragm function 평가의 두 가지 주요 technique으로는 diaphragm excursion과 thickness의 측정이 있다.

 

Diaphragmatic excursion

1. Diaphragmatic excurtion 측정을 위해서 환자는 supine이나 semirecumbent position을 취해야 한다. Midclavicular line과 anterior axillary line 사이의 costal margin 밑으로 phased-array transducer(3.5~5 MHz)를 위치한 다음 orientation marker가 cephalad 쪽을 향하게 한다(figure 10.6). Liver가 좋은 acoustic window를 제공하고 stomach gas는 diaphragm을 빈번히 가리므로, 우측을 먼저 검사한다. Ultrasound beam을 약간은 medial과 cranial 쪽으로 향하게 해서 ultrasound beam이 hemidiaphragm의 posterior third를 향하게 한다.

 

 

Transducer을 제대로 positioning 하였다면 M-mode를 사용해서 diaphragmatic excursion을 측정한다.
정확한 검사를 위해서 M-mode cursor line은 middle 혹은 posterior diaphragm에 perpendicular 하게 위치해야 한다(figure 10.7).

 

 

Normal diaphragmatic excursion:

건강한 남성에서 quiet breathing에서 1.8 ± 0.3 cm, deep breathing에서 7.0 ± 0.6 cm, voluntary sniffing에서 2.9 ± 0.6 cm
건강한 여성에서 quiet breathing에서 1.6 ± 0.3 cm, deep breathing에서 5.7 ± 1.0 cm, voluntary sniffing에서 2.6 ± 0.5 cm

 

M-mode tracing은 또한 inspiratory time, rate of diaphragm contraction, duration of cycle을 측정할 수 있다. 1.1cm 이상의 diaphragmatic excursion은 84%의 sensitivity와 83%의 specificity로 성공적인 extubation을 예측한다.

 

환자의 자세는 diaphragmatic excurtion에 영향을 주므로 중요하다. Upright position에서 posterior과 lateral region은 anterior과 medial region에 비해서 더 큰 range of motion을 보인다. 하지만 supine position에서는 dependent region이 cephalad 쪽으로 바뀌면서 intra-abdominal pressure가 바뀌므로 diaphragmatic movement가 작아진다. 따라서 optimal imaging을 위해서는 semirecumber position을 추천한다.

 

 

Diaphragmatic thickness

2. Diaphragmatic function을 측정하는 두 번째 technique은 diaphragm thickness의 측정이 있다. Diaphrgam이 ribs와 만나는, zone of apposition이라고 불리는 midaxillary line에 higher-frequency linear transducer(6~13 MHz)를 위치한다(figure 10.8). High-frequency linear transducer로 보면, diaphragm은 3개의 distinct layer로 이루어진 thin hyperechoic strip으로 보인다; Muscle의 isoechoic layer가 2개(pleura, peritoneum)의 hyperechoic layer 사이에 샌드위치처럼 껴있다. Diaphragm thickness는 two-dimensional mode나 M-mode를 이용해서 측정한다(figure 10.9). 건강한 사람 대부분에서 thickness는 end-expiration 시 1.8mm에서 3mm 사이로 다양하다.

 

 

Weakness 평가를 위해 diaphragmatic thickening fraction을 계산할 수 있다:

(Thickness at end-inspiration - thickness at end-expiration) / thickness at end-expiration

20% 미만의 thickening fraction은 diaphragmatic weakness를 나타내며, 그 원인은 critical illness polyneuromyopathy, amyotrophic lateral sclerosis, muscular dystrophy 등의 다양한 질환이 있다.

 

 

Plureal processes(effusion, chest wall masses), subdiaphragmatic organs(liver, spleen, kidneys), abdominal pathologies(ascites)가 있다면 이를 제대로 확인해야 한다. Diaphragm과 그 주변 장기를 선명하게 visualization 하는 것의 주요 limitation은 body habitus, rib shadows, bowel gas, interposition of aerated lungs, angle of the ultrasound beam을 들 수 있다.

 

PEARLS AND PITFALLS

Diaphragmatic function은 환자가 호흡을 하는 동안 diaphragmatic excursion과 thickness를 측정함으로써 평가 가능하다.
정상적으로 diaphragmatic thickness는 호흡하는 동안 20% 이상 증가한다.

 

Reference
Point-of-care Ultrasound, 2nd ed
Nilam J. Soni, Robert Arntfield, Pierre Korry

 

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